激光1新锐军事科技与武器PP7.ppt

CH.4 激光技术 及其军事应用 (1) * * 现代战场的杀手锏－－激光（死光）。谁拥有它，谁就主宰战场，决胜战争。（2010年初激光打卫星试验） 第 7 课 4.1 激光的产生、特点与激光器种类 1、激光与普通光源本质不同 普通光源：微观粒子中受激辐射的光子，彼此间无相关性，如光子发射方向、频率等彼此不同。相关性含义：例如某专业09级学生间有相关性；车站广场人群来自不同地方，到不同的地方去，无相关性。 激光：由某特定类物质（工作物质），在外界能量（泵浦、激励源）激发下，经一定技术处理（光学谐振腔谐振），微观粒子中受激辐射的光子，彼此密切相联系，步调基本一致（方向、频率和相位等），导致能量瞬间密集（功率高）、空间密集（功率密度大）束射。类似：大桥上一队军队队列行进不得齐步走，以防引起桥梁共振垮塌（他们推不倒桥梁）…… 2、激光器 产生激光的器件。由工作物质、泵浦（激励）源和光学谐振腔组成。 3、激光的特点 （1）方向性好：激光束射到L=100m处，光点直径0.5cm；20km处，光点直径5～10cm。 （2）亮度高（功密大）：1mW氦氖激光器输出亮度是地表太阳光亮的44倍；大功率激光器亮度可达几亿倍！ （3）单色性好：红光包括0.63～O.67μm范围各波长光；这个范围越窄，单色性越好。普通氖灯发光谱宽4.7×10-3nm,是氦氖激光器10-9nm的几十万倍。 （4）相干性好 ①相干的概念：同频、同向、相差恒定含同相（ 一个班的同学活动规律相同）的2列（或以上）光波在空间交会且波前匹配，重叠区波前光强分布，出现明暗相间的稳定图纹。相应光源称相干光源。 ②激光相干性：激光完全满足上述相干条件，是极好的相干源。 4.2 激光测距机－－脉冲型，*连续波型。 1、测距原理：发射激光（脉冲串－脉宽≦50ns）束，到达目标反射，接收反射脉冲，记录往返时间差取半，乘以光速C的距离。（与射频/微波脉冲雷达测距原理同） ②军用测距机：小型化、标准化和模块化（固件）。 ③多功能：激光测距、跟踪、指示、夜视、潜望等功能一体化。 2、特点 ①测距精度高：距离30km，误差5～10m，最小0.15m 3、应用－－陆军、地炮（坦克、高炮、舰/潜艇载、机载等）测距机为例 （1）效用：对目标位置估计精度，人眼±500m，激光±25m；使火炮射击精度从250m提到100m。 手持脚架式： ①测定目标距离或位置； ②测定炸点偏差校正炮瞄准星位置； ③为火力发射装置指示目标位置－照射－反射－接收—制导依据。 (2）举例－美军AN/GVQ-10→ AN/GVSQ-184改进型、由激光测距机、微光夜视仪和双目望远镜组成的多功能综合系统。 用于固定阵地昼夜观察、测距和指示目标。可识别8km外的人，星光下可观察1.5km的目标；全重170kg，三角架支撑，2人20′架设完毕。后者测30km目标，测量精度5m。 4、发展 1969年－第一代激光测距机列装。现在已发展出第三代产品－CO2气体、二极管泵浦固体、新型固体材料作工质、喇曼频移型激光测距机。 （2）激光雷达： 与射频雷达原理 近似。 相干单脉冲CO2激光雷达图示如右。 美军“火池”如 ppt此页。 4.3 激光雷达 1、工作原理 （1）射频/微波雷达：向空中发射电磁波束，经目标反射，被雷达接收、处理、显示，判定空中目标的存在与否、定位（方位、 距离、高度）、识别 （型别等）。（画原理框图） ↓ 激光器 2、特点 （1）定位 精度比射频雷 达高几个数量 级； （2）分辨 率高，能获动目 标清晰图像，便 于识别； （3）抗电 磁干扰能力强； （4）比射 频雷达体积小、重量轻（大型相控阵射频雷达天线可占一座山）； （5）必威体育官网网址性好，反侦察性能强； （6）缺点：易受大气影响；波束窄，难于有哪些信誉好的足球投注网站捕获目标。 4.4 应用（如右表） （神8与天宫1号对接） （利比亚战事） （数据链） * 非合作目标识别（还有合作目标识别） 目标识别是当今战场一大难题。近几场局部战争北约－美军自伤、误伤很多。过去利用射频雷达回波提取目标特征信息，与预知模型比对求得识别结果。建模、运算量大等阻碍其获得实质性突破。现在美军采用激光雷达照射、扫描目标，对目标成像，通过模式识别技术获得突破。 （7）化学、生物毒剂鉴定和利用目标尾气识别 ①利用各种气体、悬浮物对